12 Gambar 2.2 Sketsa Skema Susunan Atom dalam a Padatan Kristalin, b
Padatan Amorf, dan c Gas [20] Baik silika kristalin maupun non kristalin banyak ditemukan dialam seperti
di tanah, batu – batuan, dan pasir. Kedua bentuk silika ini banyak dimanfaatkan
dalam indutri kaca, bangunan, dan elektronik. Silika amorf biasanya terdapat dalam makhluk hidup seperti diatom, radiolarian, silicoflagellata, dan beberapa sponges.
Silika non kristalin atau amorf memiliki susunan atom dan molekul berbentuk pola acak dan tidak beraturan. Akibat pola acak dan tidak beraturan tersebut, silika amorf
memiliki struktur spherikal yang rumit. Struktur rumit tersebut menyebabkan luas permukaan yang tinggi, biasanya diatas 3m
2
g [21]. Silika amorf dalam berbagai kondisi dianggap lebih reaktif dibandingkan
silika kristalin. Tingkat kereaktifan dari silika amorf disebabkan karena adanya gugus hidroksil silanol yang didapat setelah pemanasan mencapai temperatur
400°C. Gugus silanol -SiOH ini dapat ditemukan diatas permukaan dari sampel silika yang menyebabkan terbentuknya daerah yang reaktif.
Silika amorf dapat dibuat menjadi berbagai macam produk komersil. Berbagai cara memproduksinya dan cara partikelnya membentuk agregat, silika
amorf dapat dibuat menjadi silika sol, silika gel, silika endapan, dan silika pirogenik. Silika amorf telah diklasifikasi sebagai material tidak beracun [20].
2.2.3 Sifat – Sifat Reaksi Silika
Pada temperatur kamar, silika secara kimia tahan terhadap reagen – reagen
umum. Silika amorf mempunyai reaktivitas yang lebih tinggi dibandingkan silika kristalin. Reaktivitas yang tinggi dari luas permukaan yang tinggi diakibatkan oleh
keberadaan gugus hidroksil silanol. Silika tidak bereaksi dengan kebanyakan senyawa asam, kecuali asam klorida, yang mana akan membentuk anion
florosilikat, SiF-26. Silika akan tereduksi menjadi silikon pada 1300 °C – 1400 °C
Universitas Sumatera Utara
13 oleh hidrogen, karbon, dan beberapa elemen metal. Gas silikon monoksida juga
terbentuk pada tekanan 40 Mpa 400 atm [21]. Tabel 2.6 menunjukkan produk yang terbentuk apabila silika bereaksi dengan komponen halogen.
Tabel 2.6 Reaksi Komponen Halogen dan Silika [21]
Komponen Halogen Produk
HF SiF
4
FNO SiF
4
, N
2
O
3
SeOF
2
SiF
4
, SeO
2
BrF
3
SiF
4
, O
2
, Br
2
BF
3
SiF
4
BOF
3
,SiF
4
, Siklo SiOF
2
, B
2
OF
4
CF
3
CF
3
SiF
4
, CO, CO
2
2.2.4 Silika Gel
Silika gel adalah senyawa silika sintetis yang berstruktur amorf. Silika gel merupakan bahan kimia berbentuk padatan yang banyak dimanfaatkan sebagai
adsorben. Hal ini disebabkan oleh mudahnya produksi dan juga mempunyai beberapa kelebihan yang lain yaitu, sangat bersifat inert, hidrofilik, mempunyai
kestabilan termal dan mekanik yang tinggi, serta relatif tidak mengembang dalam pelarut organik jika dibandingkan dengan padatan resin polimer organik. Silika gel
merupakan silika amorf yang terdiri atas globula – globula SiO
4
tetrahedral yang tersusun secara tidak teratur dan beragregasi membentuk kerangka tiga dimensi
yang lebih besar. Rumus kimia silika gel secara umum adalah SiO
2
.xH
2
O. Struktur satuan mineral silika pada dasarnya mengandung kation Si
4+
yng terkoordinasi secara tetrahedral dengan anion O
-2
. Namun demikian, struktur dan susunan tetrahedral SiO
4
pada silika gel tidak beraturan seperti yang terlihat pada gambar 2.3 [19].
Gambar 2.3 Struktur Senyawa Silika Gel [19]
Universitas Sumatera Utara
14 Sifat silika gel ditentukan oleh orientasi dari ujung tempat gugus hidroksil
berkombinasi. Oleh karena ketidak-teraturan susunan permukaan SiO
4
tetrahedral, maka jumlah distribusinya per unit area bukan menjadi ukuran kemampuan
adsorpsi silika gel, meskipun gugus silanol dan siloksan terdapat pada permukaan silika gel. Kemampuan adsorpsi ternyata tidak sebanding dengan jumlah gugus
silanol dan gugus siloksan yang ada pada permukaan silika gel, tetapi tergantung pada distribusi gugus OH per unit area adsorben.
Pada permukaan silika gel terdapat dua jenis gugus, yaitu gugus silanol dan gugus siloksan. Gugus siloksan ada dua macam, yaitu Si-O-Si rantai lurus dan
gugus siloksan yang membentuk struktur lingkar dengan empat anggota. Jenis yang pertama tidak reaktif dengan pereaksi pada umumnya, tetapi sangat reaktif terhadap
senyawa logam alkali. Jenis gugus siloksan yang membentuk lingkar dengan empat anggota mempunyai reaktivitas yang tinggi, dapat mengadakan kemisorpsi dengan
air, amoniak dan metanol. Reaksi dengan air akan menghasilkan dua gugus Si-OH, reaksi dengan amoniak akan menghasilkan gugus Si-NH
2
dan silanol , sedangkan reaksi dengan metanol akan menghasilkan gugus silanol dan Si
–O-CH
3
. Ada beberapa jenis gugus silanol, yaitu gugus silanol tunggal terisolasi, gugus silanol
yang berdekatan satu sama lain dan dua gugus silanol yang terikat pada satu atom Si [19].
2.3 PROSES PIROLISIS
